插件化的基本概念与基本原理

插件化的基本概念

我们在第一篇文章中就介绍过插件化的基本概念,这里再强调一次。

随着下面这些问题的出现:

  1. APP的体积越来越大,功能模块越来越多
  2. 模块之间的耦合度高,协同开发沟通成本越来越大
  3. 方法数目可能超过65535,APP占用的内存过大

相应的解决办法:

  1. 将一个大的APK按照业务划分为多个小的APK
  2. 每个小的APK又可以独立运行、又可以依附于宿主APK运行

那么,就会有如下优势:

  1. 业务模块之间基本完全解偶
  2. 协同并行开发成为可能,提高了Gradle的编译速度
  3. 业务模块可以按照需要进行加载,降低内存的占用

于是乎,插件化的技术油然而生。

在插件化的技术中,有几个常见的属于:

  1. 宿主:主APP,也叫作Host,它可以独立运行,也可以加载插件。宿主必须安装到用户手机上,提供基本的类库与功能
  2. 插件:也叫作Plugin,跟普通APP一样,可以独立运行,也可以由宿主进行加载
  3. 插件化:将一个应用按照宿主&插件的方式改造的过程就叫做插件化

以Small为例,应用插件化改造后的项目架构如下(Small框架的插件以so为后缀):

image

插件化与组件化、热修复的对比

插件化与组件化的对比:

  1. 组件化是一种编程思想,插件化是一种技术
  2. 组件化是为了提高代码的高度可复用性;插件化是为了解决应用越来越庞大等问题而出现的

插件化与热修复(动态更新)对比:

  1. 两者都是动态加载技术的应用
  2. 使用场景不同,热修复是为了解决线上的不过或者小功能的更新而出现的;插件化是为了解决应用越来越庞大等问题而出现的

具体的区分可以用下图来展示:

image.png

插件化原理

插件化的核心原理有一下几点:

  1. Class文件加载Dex原理
  2. Android资源加载与管理
  3. 四大组件的加载与管理
  4. Java反射原理
  5. so库的加载原理
  6. Android系统服务的运行原理
  7. Gradle打包原理
  8. 清单文件的合并处理

不同的框架,原理都有差异,鉴于文章篇幅,在这里只介绍最核心、最重要的部分。

  1. Dex(APK)的加载原理

首先我们需要掌握Android Classloader的分类和基本原理,这在前面的文章中已经有所介绍。

Dex(APK)的加载相关的核心代码如下:

private void loadApk(String apkPath) {
    File optDir = getDir("opt", MODE_PRIVATE);
    //初始化classLoader,optDir是Dex文件的解压目录
    DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(apkPath,
            optDir.getAbsolutePath(), null, this.getClassLoader());

    try {
        Class cls = classLoader.loadClass("具体的一个类");
        if (cls != null) {
            //通过反射创建对象、调用方法
            Object instacne = cls.newInstance();
            Method method = cls.getMethod("方法名");
            method.invoke(instacne);
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

一般来说,插件化框架都会进行自定义ClassLoader,以便于更好地管理并维护ClassLoader:

public class CustomClassLoader extends DexClassLoader {

    public CustomClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, optimizedDirectory, librarySearchPath, parent);
    }


    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] classData = getClassData(name);
        if (classData != null) {
            return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
        } else {
            throw new ClassNotFoundException();
        }
    }

    private byte[] getClassData(String name) {
        try {
            InputStream inputStream = new FileInputStream(name);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int buffersize = 4096;
            byte[] buffer = new byte[buffersize];
            int bytesNumRead = -1;
            while ((bytesNumRead = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                baos.write(buffer, 0, bytesNumRead);
            }
            return baos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

可以看到这里改写了findClass方法,先通过自己的getClassData方法去查找类,防止了加载不同Dex文件的同一个类不会被重复加载的问题。

  1. Android资源加载与管理

AssetManager、resoures等类与资源的加载与管理息息相关,无论是加载有ID或者没有ID的文件,如下图所示:

image.png

插件化框架需要为每个插件创建对应的加载器、AssetManager、resoures。代码如下所示:


//为插件apk创建对应的classLoader
private static DexClassLoader createPluginDexClassLoader(String apkPath) {

    DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(apkPath,
            mOptFile.getAbsolutePath(), null, null);
    return classLoader;
}

//为对应的插件创建AssetManager
private static AssetManager createPluginAssetManager(String apkPath) {

    try {
        AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();
        Method addAssetPath = assetManager.getClass().getMethod("addAssetPath",
                String.class);

        addAssetPath.invoke(assetManager, apkPath);
        return assetManager;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return null;
}

//为对应的插件创建resoures
private static Resources createPluginResources(String apkPath) {

    AssetManager assetManager = createPluginAssetManager(apkPath);

    Resources superResources = mContext.getResources();

    Resources pluginResources = new Resources(assetManager,
            superResources.getDisplayMetrics(), superResources.getConfiguration());

    return pluginResources;
}

AssetManager、Resources是插件资源加载与管理的最核心的类,通过反射调用AssetManager的addAssetPath把插件中的资源加载进来,并且会进行相应的管理。

注:如果是安装过的APK,系统会自动帮我们创建AssetManager,我们直接通过Context就可以获取AssetManager;如果是自己加载插件APK,就需要自己创建AssetManager了。

  1. 四大组件的加载与管理

四大组件最常用就是Activity,因此这里以Activity为例进行介绍。

四大组件需要解决是否需要在清单文件中注册的难题,目前流行的插件化加载与管理Activity原理有两种:

  1. 通过ProxyActivity进行代理
  2. 通过Hook系统服务Activity Manager Service绕过清单文件的注册

相应的资料可以参考任玉刚大神以及LooperJing大神的文章:

http://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/22597587

http://www.jianshu.com/p/c58804962f73

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